手術(shù)導航系統(tǒng)整合了醫(yī)學影像和計算機科學等領(lǐng)域的先進技術(shù),在現(xiàn)代外科手術(shù)中起著越來越重要的作用。但是,針對不同的臨床需求仍然還有不少地方需要拓展和進一步研發(fā),如當前外科手術(shù)導航系統(tǒng)尚未能實現(xiàn)低成本的精準遠程醫(yī)療;不少便攜式導航系統(tǒng),比如光學影像導航,不能提供深度信息等。針對當前手術(shù)導航系統(tǒng)中存在的不足,本文研究了手術(shù)導航中的原位投影和深度導航兩大關(guān)鍵技術(shù)問題,搭建了兩套手術(shù)導航模組,并且實驗驗證了它們的臨床可行性和技術(shù)可靠性。這兩套手術(shù)導航模組采用分別搭建又有機統(tǒng)一的研究方法,最終將整合到一套導航系統(tǒng)中,為遠程外科手術(shù)提供便攜精準的光學影像指導,為遠程醫(yī)療和個性化治療開辟了新的思路,具有重要的臨床意義和研究價值。論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）我們研究了交互式遠程控制的同軸原位投影手術(shù)導航技術(shù)。該技術(shù)將本地手術(shù)的實時場景通過無線通信傳輸?shù)竭h程指導端,同時將遠程端的指導性標注實時回傳并原位顯示在手術(shù)區(qū)域,在300 mm到500 mm的工作距離下實現(xiàn)了優(yōu)于1 mm的位置導航精度。在實驗測試方面,我們設計了遠程指導的兔子環(huán)甲膜切開手術(shù)和氣管插管手術(shù)以及用于遠程教學的兔子解剖教學實驗,驗證了系統(tǒng)的... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２基于視頻會議的遠程手術(shù)導航系統(tǒng)

?，邊??圖１．２基于視頻會議的遠程手術(shù)導航系統(tǒng)。（ａ）遠程端為大學醫(yī)院的調(diào)度中心。屏幕設??置，包括患者視圖，生物參數(shù)和最終放射圖像；（ｂ）本地端為本地醫(yī)院，正在進行高級創(chuàng)??傷生命支持（ＡＴＬＳ）模擬手術(shù)練習。配圖來自參考文獻Ｍ??然而，先前的手術(shù)導航和遠程控制系統(tǒng)具有各種限制，例如：遠程的圖形圖??像重建技術(shù)不成熟，導致圖像分辨率低、顏色失真等問題，阻礙了它們廣泛的臨??床應用［３８］。此外，目前遠程控制的手術(shù)導航系統(tǒng)使用監(jiān)視器來顯示手術(shù)圖像和指??令，這樣在遠程指導的外科手術(shù)期間，本地操作的手術(shù)醫(yī)生必須在手術(shù)區(qū)域和監(jiān)??視器之間切換他／她的視線以遵循指示。這種操作模式不僅浪費寶貴的手術(shù)時間，??而且還由于手術(shù)區(qū)域和監(jiān)視器顯示器之間的不匹配而引起可能的位置誤差。為了??解決這個問題，一些團隊嘗試結(jié)合增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)手術(shù)場景和遠程指令的位置??融合［３５：。然而

１．２．３熒光影像導航的研究進展??熒光影像技術(shù)使用光學影像系統(tǒng)檢測熒光物質(zhì)在被激發(fā)后產(chǎn)生的熒光信號??強度，從而實現(xiàn)對生物組織分子特性的高分辨率和高靈敏度檢測，如下圖１．４所??示。熒光影像己經(jīng)在外科手術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應用［４１：，如癌癥切除的術(shù)中影像指??導［４２］。用于熒光影像的常見熒光物質(zhì)包括自體熒光分子以及人工添加的熒光標記??兩大類。第二類熒光標記在準確檢測組織惡性腫瘤和有效指導手術(shù)方面發(fā)揮了關(guān)??鍵作用。在己知的各種熒光標記中，吲哚菁綠（ＩＣＧ）和亞甲基藍（ＭＢ）是美國??食品和藥物管理局（ＦＤＡ）批準的臨床熒光造影劑［４３’４４：。??ＶＮｉＲ?Ｓｕｒｇｅｏｎ＇ｓ?ｄｉｓｐｌａｙ??ｃａｍｅｒａ?Ｃｏｌｏｕｒ－ＮＩＲ?ｍｅｒｇｅ??ｙ－■－———＂＊？＂?．——??今??Ｃｏｌｏｕｒ?ｖｉｄｅｏ??，ＮＩＲ?ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ?：?．ｃａｍｅｒａ?ｉ、?＾?一??？ｙＬＥＤ，?ｌａｓｅｒ）?；?ｙ?（ｏｐｔｒａｎａｊ??Ｖｉｓｉｂｌｅ?ｌｉｇｈｔ?％?＾?Ｖ？ｍ｜ｇ?ｈ?—???（ｏｐｔｉｏｎａｌ）?／?；??ｊ?ｃｏｉｔｉｏｎ??＇＇Ｉ－＾?１??Ｉ?ｃｏｎｔｒａｓｔ?ａｇｅｎｔ?Ｗｏｒｋｉｎｇ??！?（ａｄｍｉｎｉｓｔｅｒｅｄ?ｉｎｔｒａｖｅｎｏｕｓｌｙ?ｄｉｓｔａｎｃｅ??？?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｄｉａｇｒａｍ）??Ｍ?／??Ｔａｒｇｅｔ?—?Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ?ｓｕｒｇｉｃａｌ?ｆｉｅｌｄ??圖１．４熒光成像原理示意圖。配圖來自參考文獻ｗ］??目前用于手術(shù)導航的熒光影像產(chǎn)品大多不提供具有深度信息的三維熒光圖??像。近年來的一些研宄

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]影像引導下計算機輔助介入手術(shù)導航關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 翟偉明.清華大學 2010

碩士論文
[1]紅外手術(shù)導航儀的高精度定位理論與方法[D]. 鄭銀強.上海交通大學 2009



本文編號：3604979